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  • 408 형질전환마우스 제작의뢰시 off-target mutation 관리는 어떻게 하나요? 마우스/랫드 형질전환
    - Off-target mutation은 의도하지 않은 유전체 부위에서 발생하는 비특이적 유전자 변형을 의미하며, CRISPR/Cas9과 같은 유전자 편집 기술을 사용하는 경우 나타날 수 있습니다. CRISPR/Cas9 시스템에서 Cas9 단백질이 표적 외 유전체 부위에 작용하여 원치 않는 유전체 부위의 절단을 일으키고 예상치 못한 유전적 변이를 초래할 수 있습니다. 이는 실험 결과의 신뢰성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
     
    - 정확한 gRNA 설계: 예측 알고리즘과 딥러닝 모델 등을 통해 guide RNA (gRNA)의 특이성을 최대화하는 것이 설계의 핵심이며, whole genome에서 잠재적 off-target 부위를 정확하게 탐색하고 평가하는 것이 필수적입니다. 최신 연구에서는 Word2Vec 및 CNN 기반 모델들이  높은 정확도로 off-target 예측에 활용되고 있습니다.
     
    - 선별 후 분석과 스크리닝: 제작된 마우스의 whole-genome sequencing 및 PCR 스크리닝으로 off-target site 여부를 확인하여 불필요한 변이가 없는 개체를 선별합니다. 또한, PCR 및 단백질 발현 검사를 통해 잠재적 off-target 후보 부위를 중심으로 실제 유전자 변이 발생 여부를 확인합니다.
     
    - 교배를 통한 off-target 완화: 생산 단계에서 정상마우스와(야생형)와의 반복적인  backcrossing(후대교배)을 통해 off-target 변이를 점진적으로 희석 및 제거하고 교배 세대를 거치면서 유전자 배경이 표준화되어 타겟 변이에 집중할 수 있도록 관리합니다.
     
    - Conditional Knockout (cKO) 기술 활용: 특정 조직이나 시기에만 유전자 기능을 제거하는 조건부 KO 마우스는 Cre-loxP, FLP-FRT 재조합 효소 시스템을 이용하여 필수 유전자의 삭제로 인한 치명적 부작용 없이 gene KO를 유도할 수 있어 더욱 정밀한 유전자 기능 연구와 off-target 최소화가 가능합니다.
    유사질문
    • 형질전환마우스 설계 시 off-target을 최소화하는 방법은 무엇인가요?
    References
      1) A. Imani, J. Valiant and A. A. Santoso Gunawan, "Deep Learning-based Approach on sgRNA off-target Prediction in CRISPR/Cas9," 2023 International Conference on Computer Science, Information Technology and Engineering (ICCoSITE), Jakarta, Indonesia, 2023, pp. 440-444, doi: 10.1109/ICCoSITE57641.2023.10127682.
      2) Lopes R and Prasad MK, Beyond the promise: evaluating and mitigating off-targeteffects in CRISPR gene editing for safer therapeutics. Front. Bioeng. Biotechnol. 11:1339189 (2024), doi: 10.3389/fbioe.2023.1339189
      3) Yang Y. Conditional KO 마우스 제작법과 관련 동향 [Conditional KO mouse generation methods and related trends]. BRIC Bio리포트. Published June 9, 2016. Accessed July 10, 2025. https://www.ibric.org/bric/trend/bio-report.do?mode=view&articleNo=8691839&title=Conditional+KO+마우스+제작법과+관련+동향
      4) Yoshiki, A., Ballard, G. & Perez, A.V. Genetic quality: a complex issue for experimental study reproducibility. Transgenic Res 31, 413–430 (2022), doi.org/10.1007/s11248-022-00314-w
    형질전환마우스 off-target mutation 제작 설계 관리
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  • 407 형질전환마우스의 유전자 변형이 안정적으로 유지되고 있는지 확인하는 방법에는 무엇이 있나요? 마우스/랫드 형질전환
    - 형질전환마우스의 유전자 변형이 안정적으로 유지되고 있는지 확인하는 방법은 크게 두 가지 관점에서 이루어집니다.
       1) 유전자의 물리적 존재 여부(유전자형 확인)
       2) 유전자의 발현과 기능 확인(표현형 및 기능적 분석)
     
    - 유전자 변형의 안정성 확인은 단일한 방법이 아닌 DNA 수준의 PCR 및 Southern blot, mRNA 수준의 RT-PCR/qPCR, 단백질 수준의 Western bolt/IHC, 구조적・염색체 수준의 FISH, 그리고 세대 간 전달을 평가하는 계통 분석 등 다양한 접근법을 활용하여 상호 보완적으로 확인할 수 있습니다.
     
    -유전자 변형 안정성 평가 주요 방법 요약

    유사질문
    • 형질전환마우스의 품질관리는 어떻게 하나요?
    References
      1) 치매 모델 형질전환 마우스 및 이를 이용한 스크리닝 방법(2016).
      2) Identification of Homologous Recombination Events in Mouse Embryonic Stem Cells Using Southern Blotting and Polymerase Chain Reaction (2018).
      3) Generation of single-copy transgenic mouse embryos directly from ES cells by tetraploid embryo complementation (2001).
    형질전환마우스 유전자 변형 안정성 확인 품질관리 검증
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  • 406 형질전환마우스를 수입/분양 받아 사용할 때 MTA(Material Transfer Agreement)가 반드시 필요한가요? 마우스/랫드 형질전환
    - 네, 필요합니다.
     
    - Material Transfer Agreement (MTA)란 형질전환마우스와 같은 생명과학 연구 재료의 이전 시, 제공자와 수령자 간의 권리･의무 및 사용 조건을 명확히 규정하는 법적 계약입니다. 이 계약은 지적 재산권 보호, 사용 범위 한정, 책임 한계, 안전과 품질 관리의 규율, 그리고 법적 분쟁 예방을 목적으로 전 세계적으로 표준화되어 있는 수단입니다. 실험동물, 특히 형질전환마우스와 같은 유전자변형 동물자원은 지식재산권, 생물안전, 연구 무결성과 직결되기 때문에, 무분별한 이전을 방지하고 연구 목적의 적법성을 담보하기 위해 반드시 명확한 계약 구조가 필요합니다.
     
    - 국내외적으로 형질전환마우스의 수입이나 분양, 심지어 연구기관･기업 간의 이전에도 MTA가 필수적이라는 규정이 존재합니다. 또한, 생물다양성협약(CBD), 나고야 의정서(NP)등 국제 유전자원 이익공유(ABS, Access and Benefit Sharing) 규범에 따라 생물 유전자원 이전 시 법적 및 윤리적 문제 예방을 위해 MTA가 이행계약의 핵심 실질 수단으로 널리 사용되고 있습니다.
     
    - 형질전환마우스의 경우, 국내외 기관 간 연구목적으로의 이전, 국제 공동연구, 신규자원 도입, 산업적 활용 등 거의 모든 이전 거래에서 MTA 작성 및 상호 서명 절차가 요구됩니다.  Addgene등 주요 생물자원 유통 조직, 해외 실험동물 유통 기업, 국내기관 모두 수입/분양 시 MTA 체결을 필수로 하며, 대부분 온라인 또는 서면 방식의 표준 양식[예: UBMTA (Uniform Biological Material Transfer Agreement)] 또는 각 기관별 양식을 활용합니다. 연구재료의 소유권, 허용 용도(연구 한정 사용 여부), 재분배 금지, 결과물 활용 제한, 지식재산권 귀속, 책임 및 면책, 안전관리, 비밀유지조항 등 주요 조항을 반드시 포함합니다.
     
    - MTA는 미국, 유럽, 일본 등은 물론 한국에서도 유전자변형동물의 연구자원 이전에 있어 ‘선결 요건’으로 제도화 되어 있습니다. 한국의 경우 [실험동물 기탁등록보존 및 분양에 관한 규정], [유전자변형생물체 관리], [생명연구자원관리 시행계획] 등 국가 행정령과 가이드라인에서도 분양/수입 시 MTA 필요 여부, 절차 및 세부 양식, 지적재산권･안전 관리 등에 관한 규정이 존재합니다. 그에 따라, 대한민국법상 실험동물 분양/수입/활용 시에는 반드시 법적 절차와 안전, 윤리, 책임 적합성을 입증해야 하며, 이 과정에서 MTA는 행정적 필수 서류입니다.
    유사질문
    • 유전자변형동물을 사용하고자 할 때 연구자가 법적으로 반드시 확인해야 하는 절차는 무엇인가요?
    References
    형질전환마우스 유전자변형동물 수입/분양 물질이전계약서 Material Transfer Agreement (MTA)
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  • 405 마우스 KO 모델에서 conditional KO과 null(constitutive) KO의 차이점이 무엇인가요? 마우스/랫드 형질전환
    - 마우스 Knock-Out(KO) 모델은 특정 유전자를 제거함으로써 그 기능을 연구할 수 있으며, 크게 전신에서 유전자를 제거하는 Null KO와 특정 조건에서만 제거하는 Conditional KO로 나뉩니다. Null KO는 직접적인 표현형 분석에 적합하지만, 치사 유전자의 경우 활용이 어려우며 Conditional KO는 유전자의 기능을 세포별·시기별로 정밀하게 분석할 수 있어 더 유연한 실험 설계가 가능합니다.
    - Null KO는 배아 발생 초기부터 전신에서 표적 유전자가 제거되는 모델로, homologous recombination 또는 CRISPR/Cas9 기술을 이용해 제작됩니다.
    이 방식은 유전자의 기능을 빠르게 확인할 수 있는 장점이 있으나, 유전자 결실이 배아 치사를 유발하거나 전신에서의 복합적인 효과로 인해 특정 조직의 기능을 분리해서 연구하기 어려운 단점이 있습니다
    - Conditional KO는 유전자의 기능을 특정 조직이나 특정 시점에서만 제거할 수 있도록 설계된 모델입니다.
    가장 대표적인 방식은 Cre-loxP 시스템으로, floxed 유전자를 가진 마우스와 특정 세포 특이적 Cre 발현 마우스를 교배하여 세포 특이적으로 유전자를 제거할 수 있습니다. 예를 들어, Alb-Cre는 간, Nestin-Cre는 신경계 특이적 KO를 유도합니다.
    - 위와 같은 기술을 이용하여, p53 유전자는 종양 억제 유전자로 널리 연구되지만, 전신 p53 KO는 조기 사망을 유발합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 특정 세포(간, 폐, 또는 신경세포)에서만 p53을 삭제하는 conditional KO 모델이 사용됩니다.
    유사질문
    • 마우스 KO의 종류가 있나요? 있다면 무엇인가요?
    References
      1) Hall B, Limaye A, Kulkarni AB. Overview: generation of gene knockout mice. Curr Protoc Cell Biol. 2009;Chapter 19:Unit 19.12:19.12.1–19.12.17. doi:10.1002/0471143030.cb1912s44
      2) White JK, Gerdin AK, Karp NA, et al. High-throughput discovery of novel developmental phenotypes. Nature. 2016;537(7621):508-514. doi:10.1038/nature19356.
      3) Donehower L, Harvey M, Slagle B, et al. Mice deficient for p53 are developmentally normal but susceptible to spontaneous tumours. Nature. 1992;356:215-221. doi:10.1038/356215a0
    Conditional Knock Out mouse Null Knock Out mouse Constitutive Knock Out mouse Conditional KO constitutive KO
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  • 404 우성 및 반우성 유전자 변형 마우스는 번식은 어떻게 하나요? 마우스/랫드 형질전환
    - 우성(dominant) 유전자와 반우성(semi-dominant) 유전자는 표현형 발현 양상에 따라 구분됩니다. 우성 유전자 마우스는 대부분 heterozygous(+/mut) 상태만으로도 실험이 가능하기 때문에, heterozygous(+/mut)와 wild type(+/+)교배가 일반적이며, 반우성 유전자 마우스는 유전형에 따라 표현형이 달라지므로 동형 접합 개체를 확보하는 heterozygous(+/mut) 끼리의 교배전략이 보편적입니다.
     
    - 우성 유전자란 하나의 대립 유전자만 있어도 완전한 표현형이 발현되는 유전자를 의미합니다. 이 경우 이형 접합(heterozygous) 상태 만으로도 동형 접합(homozygous)과 유사하거나 동일한 표현형이 나타납니다. 따라서, 대부분의 실험이나 colony 유지에서는 +/mut(wildtype/mutant) 개체를 wild type과 교배하여 자손의 절반에서 원하는 유전형을 얻는 방식이 보편적 입니다. 또한, mut/mut 상태의 마우스는 유전자가 과 발현 되거나, 불임, 치사가 나타날 수 있습니다.
     
    - 따라서, 표현형 분석이 필요한 실험에서는 두 유전형을 모두 확보하는 것이 중요하고, 이를 위해 +/mut와 +/mut 교배 전략이 보편적으로 활용 됩니다. 단, mut/mut 개체의 경우 번식력이 떨어질 수 있으므로, 교배 전에 strain 특성을 확인 해야 합니다.
     
    - 따라서, heterozygous(+/mut)와 wild type(+/+)교배가 일반적이며, 반우성 유전자 마우스는 유전형에 따라 표현형이 달라지므로 동형 접합 개체를 확보하는 heterozygous(+/mut) 끼리의 교배전략이 보편적입니다.
    유사질문
    • 우성 형질 마우스의 breeding scheme은 어떻게 설계하나요?
    References
      1) The Jackson Laboratory. Breeding Strategies for Maintaining Colonies of Laboratory Mice: A Jackson Laboratory Resource Manual. Bar Harbor, ME: The Jackson Laboratory; 2009
      2) Papaioannou VE, Behringer RR. Phenotypic analysis of dominant mutant effects in mice. Cold Spring Harb Protoc. 2024;2024(1):pdb.over107978. doi:10.1101/pdb.over107978.
    번식 우성 유전자 반우성 유전자 dominant semi-dominant
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  • 403 불임이나 lethality가 있는 열성 유전자 특수형질 마우스의 번식은 어떻게 해야 하나요? 마우스/랫드 형질전환
    -Homozygous(-/-) 유전형이 치사(lethal)한 경우, colony 유지를 위한 표준 전략은 heterozygous(+/-) 개체끼리의 교배입니다.
    이 방법은 멘델의 유전 법칙에 따라 +/+, +/-, -/- 개체가 약 1:2:1 비율로 태어나며, -/-는 배아 시기 또는 생후 조기에 사망하기 때문에 생존 가능한 +/+와 +/- 개체만을 대상으로 colony를 유지합니다. 이때 외형상 유전형이 구분되지 않기 때문에 생후 1-2주 내 tail clipping 후 PCR 기반 genotyping이 반드시 필요합니다. 이러한 교배 전략은 The Jackson Laboratory에서 제시하는 유지 프로토콜로, homozygous 치사 돌연변이 마우스를 안정적으로 관리하는 데 가장 널리 사용됩니다.
     
    -또한, 특정 성별에서만 homozygous가 치사하거나 불임일 경우에는 생존 가능한 성별의 -/- 개체와 반대 성별의 +/- 개체를 교배하여 colony를 유지할 수 있습니다. 이는 특이한 성연관 유전자나 Cre 발현 위치가 제한적인 조건부 knockout 모델에서 사용됩니다.
     
    -실제 사례로 IMPC(International Mouse Phenotyping Consortium) 프로젝트에서 유전자 기능 분석 결과, 전체 knockout 마우스의 약 30%가 homozygous lethality가 확인되었으며, 이들 대부분은 heterozygous 상태로 colony를 유지한 후 실험 목적에 따라 Cre 마우스와의 교배를 통해 실험군을 생산하는 방식이 적용되었습니다.
    유사질문
    • Homozygous가 lethal한 경우 colony를 어떻게 유지하나요?
    References
      1)The Jackson Laboratory. Breeding Strategies for Maintaining Colonies of Laboratory Mice: A Jackson Laboratory Resource Manual. Bar Harbor, ME: The Jackson Laboratory; 2009.
      2)White JK, Gerdin AK, Karp NA, et al. High-throughput discovery of novel developmental phenotypes. Nature. 2016;537(7621):508-514. doi:10.1038/nature19356
    번식 KO 마우스 사망 Homo 유지 관리
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  • 402 Constitutive KO, Conditional KO 마우스 제작 의뢰를 위해 연구자는 어떤 정보를 준비해야 하나요? 마우스/랫드 형질전환

    - Constitutive KO (Conventional KO) 마우스와 conditional KO 마우스의 특징을 이해하여 제작할 조건을 정한 후 필요한 정보를 준비해야 합니다. 특히, conditional KO 마우스의 제작을 위해 Cre-driver line 정보가 중요하며 제작된 마우스의 loxP site 삽입을 확인해야 합니다. 자세한 사항은 아래 표를 참고해 주십시오. 

     
    Constitutive KO (Conventional KO)
    Conditional KO (cKO)
    특징
    • 특정 유전자를 마우스의 모든 조직에서 영구적으로 제거하는 방식
    • 주로 CRISPR/Cas9 또는 ES cell targeting을 통해 특정 엑손을 삭제하여 유전자의 기능을 완전히 소실
    • 특정 조직이나 시점에서만 유전자를 제거할 수 있도록 설계된 모델
    • 주로 Cre-loxPsystem을 사용하여, LoxP 서열로 둘러싸인 유전자 부위를 Cre recombinase가 인식해 제거
    • 이 방식은 발생 중 치명적인 유전자 제거 효과를 피하거나 조직 특이적 기능 분석에 유리
    제작에 필요한
    공통정보
    • 표적유전자정보
    • 모델유형선택
    • 유전자편집전략
    • 유전적배경
    • 기타고려사항: 비용, 번식전략, IACUC 심의등
    • 표적유전자정보
    • 모델유형선택
    • 유전자편집전략
    • 유전적배경
    • 기타고려사항: 비용, 번식전략, IACUC 심의등
    추가정보
    해당사항 없음
    • Cre-driver line 정보
    1) 조직특이성
    2) 발현시기
    3) Creline의표현형
    (예) Cre-ERT2: 유도형(inducible) Cre, 특정시점에서유전자제거
    제작 마우스
    데이터 확인
    • Founder 마우스의유전자형확인
    • N1 세대의유전자형및 번식가능성
    • 필요시 표현형분석의뢰
    • Founder 마우스의유전자형확인
    • N1 세대의유전자형및 번식가능성
    • 필요시 표현형분석의뢰
    (추가)
    • loxPsite 삽입확인
     
     
    유사질문
    • KO 마우스 제작 의뢰를 위해 필요한 정보는 무엇인가요?
    References
    Knockout(KO) Constitutive KO Conventional KO cKO Conditional KO
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  • 401 유전자변형마우스는 LMO 수입신고 대상인가요? 관련 법령과 절차는 무엇인가요? 마우스/랫드 형질전환

    - 유전자변형마우스(GEM)는 대한민국 「유전자변형생물체의 국가간 이동 등에 관한 법률」(LMO법)에 따라 LMO(생물학적 변형생물체)로 분류되며, 연구용으로 수입하는 연구책임자가 반드시 환경부에 LMO 수입신고서(변경신고서)를 제출하여 사전 신고해야 합니다.
    - 살아 있는 유전자변형마우스(Genetically Engineered Mouse, GEM)는 원칙적으로 모두 수입신고 대상이며 이를 위반할 경우 1,000만원 이하의 과태료 또는 형사처벌의 대상이 될 수 있습니다.
    - 선행 조건 : LMO 시설 등록과 LMO 안전관리책임자 지정 및 신고, IACUC 승인된 실험계획서 
    - 수입신고 절차 (법정기간 30일 이내, 평균 7일 이내) : LMO 정보시스템(시험ㆍ연구용 LMO정보시스템) 회원가입 > STEP1: 동물정보, 시설정보, 활용계획, 운반계획 입력> STEP2 에서 관련 서류(서명 후 스캔) 첨부 > 전자민원 신청 > LMO 수입신고 수리 증명서 발급 > 세관에 제출하여 통관절차 진행
    - 신고서 작성에 필요한 서식 : 수입신고서, 활용계획서, 운반계획서 
    - 첨부 서류 : 수입계약서(대행계약서, 무상증여를 증명할 수 있는 교환메일 등) 1부, 운반계획서 1부, LMO 특성ㆍ사용 계획 및 안전관리 계획 1부
    - 예외 조항 1 : 동일 형질의 LMO를 반복 수입할 경우 추가신고 없이 통보만으로 가능(LMO법 제12조 제2항 예외조항 참조)
    - 예외 조항 2 : 수입 승인 대상(질병관리청)
    • 분류학에 의한 종(種)의 이름까지 명시되어 있지 아니하고 인체병원성 여부가 밝혀지지 아니한 미생물을 이용하여 얻어진 유전자변형생물체
    • 척추동물에 대하여 보건복지부장관이 고시하는 단백성 독소를 생산할 능력을 가진 유전자변형생물체
    • 의도적으로 도입된 약제내성 유전자를 가진 유전자변형생물체. 다만, 보건복지부장관이 고시하는 약제내성 유전자를 가진 유전자변형생물체는 제외한다.
    • 국민보건상 국가관리가 필요하다고 보건복지부장관이 고시하는 병원성미생물을 이용하여 얻어진 유전자변형생물체

    유사질문
    • LMO 마우스의 수입을 위한 법적 절차는 무엇인가요?
    References
    • 1) LMO 온라인 신고시스템 사용자 매뉴얼
      2) 시험ㆍ연구용 LMO 정보 시스템 : https://www.lmosafety.or.kr/board?menuId=MENU00457&siteId=null
      3) 국가법령정보센터 : https://www.law.go.kr/LSW/main.html
    Living Modified Organism (LMO) LMO Import Notification LMO Act(Korea) LMO Import GEM Import
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  • 400 유전자변형마우스를 국내에서 연구자끼리 주고 받을 수 있나요? 주의할 사항은 무엇인가요? 마우스/랫드 형질전환

    - 국내에서 유전자변형마우스(GEM, Genetically Engineered Mouse)를 타 기관 연구자 또는 내부 연구자에게 분양하거나 도입하는 것은 가능합니다.​
    - 실험에 필요한 GEM을 발표된 논문 및 문헌에서 찾아 공식 분양 포탈(FAQ reference 참조)에서 원하는 유전자변형마우스를 검색하여 소유자를 확인하며, 분양에 동의한 경우 연구자 간 협의를 통해 도입할 수 있습니다.
    - 기관 내부의 연구자끼리 협의하여 시설 내에서 분양 및 도입을 할 수도 있습니다.
    - 다만, 동물보호법, 실험동물에 관한 법률, 유전자변형생물체(LMO) 관련 규정 등 법적 기준과 소속된 동물실험 기관의 규정을 반드시 준수해야 합니다.​
    - 국내 이동(분양)시 취급 정보 : 분양 기관명 및 LMO 시설번호, 도입 기관명 및 LMO 시설번호 등 필요
    - 분양 전제 조건 : 도입하는 연구팀의 IACUC 사전 승인,  도입시설의 LMO 연구시설번호, 도입시설의 동물실험시설 등록번호, 소유권 결정 및 필요하다면 물질이전계약서 (Material Transfer Agreement, MTA) 작성​, 도입시설의 마우스 반입 허가
    - 도입 마우스 관리 조건 : 유전자형 확인 및 건강상태 확인, LMO 취급 관리대장 작성 및 보관(LMO 최초 수입신고번호 등), 경우에 따라, LMO연구시설 관리/운영 대장 작성 및 보관

    유사질문
    • LMO 마우스를 국내 연구팀에서 분양받는 방법은 무엇인가요?
    References
    • 1) 한국생명공학연구원 실험동물자원센터. https://mouse.kribb.re.kr
      2) 국가모델동물연구소. https://mousephenotype.kr
      3) 마우스 종합포탈 사이트. https://mouseinfo.kr
      4) 환경부. 시험·연구용 등의 유전자변형생물체 취급·관리대장. 시행규칙 별지 제45호의2서식 또는 통합고시 별지 제2-7호서식. 신설 2020.9.11
      5) 환경부. 유전자변형생물체 연구시설 관리·운영대장. 통합고시 별지 제9-11호서식. 시행 2024.6.25
    GEM 분양 LMO 마우스 분양 LMO 국내 분양 Internal distribution GEM
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  • 399 근교계 마우스의 정의 및 종류에 대해 알려주세요 마우스/랫드 실험방법 MOV
    유사질문
    • 근교계 마우스가 무엇인가요? 실험마다 다른 계통을 사용하는 이유는 무엇인가요?
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